(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路図が描かれたシートと、
前記回路図に示された回路記号に対応した回路素子と、
前記回路図に示された配線に対応したジャンパー線と、
前記シートが前面に配置されるボードと、
前記回路素子の端子またはジャンパー線が差し込まれる導体で形成された穴を有し、複数の該穴が短絡されて並べられた状態を一接続ラインとし、複数の該一接続ライン同士が絶縁されて設けられ、前記ボードに磁力で取り付けられるブロックと、
を含み、
前記ボード前面に配置されたシートの上において、回路図に示される回路記号またはその近傍に前記ブロックを取り付け、
前記ブロックが取り付けられた部分の回路記号に対応する回路素子の複数の端子は、該端子ごとに異なる前記一接続ラインの穴に差し込み、
一のブロックの穴と他のブロックの穴にジャンパー線を差し込んでブロック同士を電気接続することにより回路図に示される回路を作成する
回路作成キット。
【請求項２】
前記ボードが強磁性体で構成され、前記ブロックに磁石を取り付けた請求項１の回路作成キット。
【請求項３】
前記シートを複数有し、それぞれのシートの回路図が異なり、作成する回路に応じてボードの前面のシートを取り替える請求項１または２の回路作成キット。
【請求項４】
十字形状またはＴ字形状の導体の少なくとも端部に前記ジャンパー線が差し込まれる穴を有し、複数の該穴が短絡された配線専用のブロックをさらに含み、該配線専用のブロックは、ボードの前面の回路図上において、回路図の配線の接続部分の上に取り付けられ、穴にジャンパー線が差し込まれる請求項１乃至３のいずれかの回路作成キット。
【請求項５】
回路図が描かれたシートと、
前記回路図に示された回路記号に対応した回路素子と、
前記回路図に示された配線に対応したジャンパー線と、
前記シートの上に配置され、シートに描かれた回路図が見える透明プレートと、
前記回路素子の端子またはジャンパー線が差し込まれる導体で形成された穴を有し、複数の該穴が短絡されて並べられた状態を一接続ラインとし、複数の該一接続ライン同士が絶縁されて設けられたブロックと、
を含み、
前記回路図の上に配置された透明プレートの上において、前記回路図に示される回路記号またはその近傍に前記ブロックを取り付け、
前記ブロックが取り付けられた部分の回路記号に対応する回路素子の複数の端子は、該端子ごとに異なる前記一接続ラインの穴に差し込み、
一のブロックの穴と他のブロックの穴にジャンパー線を差し込んでブロック同士を電気接続することにより回路図に示される回路を作成する
回路作成キット。
【請求項６】
前記透明プレートの表面に複数の凸部または凹部が縦横に配列されており、前記ブロックの下面に前記凸部または凹部と嵌め合わされる凹部または凸部を有する請求項５の回路作成キット。
【請求項７】
前記シートを複数有し、それぞれのシートの回路図が異なり、作成する回路に応じて透明プレートの下のシートを取り替える請求項５または６の回路作成キット。
【請求項８】
十字形状またはＴ字形状の導体の少なくとも端部に前記ジャンパー線が差し込まれる穴を有し、複数の該穴が短絡された配線専用のブロックをさらに含み、該配線専用のブロックは、透明プレートの上において、回路図の配線の接続部分の上に取り付けられ、穴にジャンパー線が差し込まれる請求項５乃至７のいずれかの回路作成キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路・電子回路を作成するための回路作成キットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気回路・電子回路の学習・実習にブレッドボードが使用されている。周知のようにブレッドボードは複数の金属穴が並べられており、その金属穴に回路素子の端子を差し込んで回路作成する。しかし、ブレッドボードで作成される回路は、見た目が回路図からかけ離れた配線となる。例えば、図９（ａ）の回路図を実際にブレッドボード３８で回路作成すると、図９（ｂ）のようになる。なお、図９（ｂ）は一例であり、他の接続方法もある。直感的に回路学習をおこなうことができないため、教育現場では電気回路・電子回路に対して嫌気がさす生徒が多い。教員も教えるのが大変である。
【０００３】
ユニバーサル基板を使用すれば回路図に近い回路を作成できるが、ハンダ付けが面倒である。なれていないとハンダの温度で回路素子を破壊するおそれがある。ハンダ付けをおこなうと、使った回路素子を他の回路に使用することはできず、多くの回路を実際に作成することはできない。
【０００４】
そこで、回路学習をおこなうために種々の教材が開発・開示されている。特許文献１の教材４０は、回路図が描かれたシート４２の上に、配線にしたがって導体線４４が貼り付けられていて、回路記号の部分４６だけ断線している（図１０）。上面に回路素子１６が取り付けられ、回路素子１６の端子から下面に導体４８を導いた部品５０を回路図の記号の上に載せると回路が作成できる。
【０００５】
しかし、特許文献１の教材４０は、回路図を描いたシート４２の上に直接導体線４４が貼り付けられているため、他の回路を作成することはできない。できたとしてもせいぜい回路素子１６の抵抗値などを変えるだけである。シート４２の上に導体線４４が貼り付けられているため、ブレッドボード３５やユニバーサル基板で回路を作成するときにはあったジャンパー線が省かれている。電気電子の分野では必須である回路素子１６同士の接続を実習することができない。したがって、回路が作成できたとしても回路素子１６同士の接続がどのようになるかを実習によって体験することはできない。単に部品５０を回路記号の部分４６に置くだけであるので、回路を作成したという体験による学習効果が小さいと考えられる。
【０００６】
特許文献２には、パネルに接続部を設け、そこに電子素子を備えたブロックを差し込む教育用ブレッドボードが開示されている。また、ブロックにもパネルと同じ接続部が設けられており、ブロックを立体的に組み上げることもできる。
【０００７】
しかし、特許文献２のブレッドボードは、パネルの接続部が格子状になっているため、回路図の見た目通りに回路を作成できない。ブロックを立体的に組み上げると回路も立体的になり、電気回路・電子回路を学ぶ初心者には扱いが難しい。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２１５４０９号公報（図１）
【特許文献２】特表２００４−５１７３６２号公報（図１、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、フレッドボードにあったジャンパー線を省くことなく、種々の回路図に対して柔軟に対応できる回路作成キットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の回路作成キットは、回路図が描かれたシートと、前記回路図に示された回路記号に対応した回路素子と、前記回路図に示された配線に対応したジャンパー線と、前記シートが前面に配置されるボードと、前記回路素子の端子またはジャンパー線が差し込まれる導体で形成された穴を有し、複数の該穴が短絡されて並べられた状態を一接続ラインとし、複数の該一接続ライン同士が絶縁されて設けられ、前記ボードに磁力で取り付けられるブロックとを含む。
【００１１】
前記ボード前面に配置された回路図に示される回路記号またはその近傍に前記ブロックを取り付ける。ブロックが取り付けられた部分の回路記号に対応する回路素子の複数の端子は、端子ごとに異なる一接続ラインの穴に差し込み、一のブロックの穴と他のブロックの穴にジャンパー線を差し込んでブロック同士を電気接続することにより回路図に示される回路を作成する。
【００１２】
また、ボードを透明のプレートに変更し、シートの前面に透明のプレートが配置されるようにしてもよい。透明のプレートによってシートに描かれた回路図を視認し、ブロックを透明のシートの上に配置する。回路素子やジャンパー線をブロックの穴に差し込んでブロック同士を電気接続して回路図に示された回路を作成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は簡単に回路図に沿った回路作成をすることができる。従来技術で説明した特許文献１とは異なり、ジャンパー線の排除はされていず、回路素子同士の接続を実習することができる。シートを取り替えて、透明台の上のブロックの位置を変えれば、簡単に他の回路を作成することもできる。特許文献１に比べて柔軟に種々の回路に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る回路作成キットについて図面を用いて説明する。説明する回路作成キットは教材として使用する以外に、種々の回路作成に使用できるものである。なお、説明において符号２０は符号２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅを総括的に示す。
【００１５】
図１に示す本発明の回路作成キット１０は、回路図の描かれたシート１２、シート１２の上に配置される透明プレート１４、回路を構成する回路素子１６とジャンパー線１８、回路素子１６とジャンパー線１８を取り付けるブロック２０を含む。
【００１６】
シート１２は、紙や樹脂シートなどを使用する。シート１２にパンチ穴２２を開けて、バインダーにとじてファイリングできるようにしても良い。回路学習をおこなう複数のシート１２を１冊のバインダーにとじることができる。回路図の回路記号には回路素子の抵抗値なども記載されるのが好ましい。回路図の余白部分に回路の解説などを記載しておくと回路学習をしやすくなる。
【００１７】
シート１２の上に透明プレート１４を配置したとき、透明プレート１４を通してシート１２に描かれた回路図を見ることができる。透明プレート１４は樹脂板を使用し、この板はフレキシブルなものであっても良い。透明プレート１４の厚みは特に限定されず、シート状のものであっても良い。透明プレート１４にパンチ穴２２を設けて、シート１２と一緒にバインダーにとじられるようにしても良い。図２のように、透明プレート１４ｂがシート１２を挟み込む構成であっても良い。この場合、少なくとも回路図を視認する側を透明にする。
【００１８】
回路素子１６は回路図で示されている回路記号に対応するものであり、抵抗、コイル、コンデンサ、ダイオード、トランジスタ（ＦＥＴやサイリスタを含む）、ＩＣチップを含む。回路図に複数の回路記号があれば全ての回路記号に対応する回路素子１６を備える。回路素子１６は、回路記号に示される抵抗値などを有するものである。さらに、抵抗値などが違う回路素子１６を備えておいても良い。抵抗値などが異なる回路素子１６を使用して回路を組み立てて違いを実習することができる。複数のシート１２を備える場合、全てのシート１２の回路図に沿って回路が作成できるように回路素子１６を備えておく。
【００１９】
ジャンパー線１８は被覆電線の両端部分の導体を露出させたものであり、回路の配線をおこなうものである。導体の抵抗値を高くすれば、抵抗素子として使用できる。
【００２０】
ブロック２０は少なくとも２種類のブロックを有する。図３（ａ）のブロック２０ａは、回路素子１６の端子またはジャンパー線１８が差し込まれる穴２４を複数有する。この穴２４は導体で形成されており、周知のコネクターと同じ働きをする。図３（ｂ）のように、複数の穴２４が短絡されて一列に並べられた状態を接続ライン２６とすると、１つのブロック２０ａには複数の接続ライン２６が設けられている。接続ライン２６同士は絶縁される。図３では１つの接続ライン２６に５本の穴２４が設けられているが、他の本数でも良い。ブロック２０ａは、複数の接続ライン２６が平行に並べられてグループ２７を形成し、このグループ２７が少なくとも２列になるようになっている。接続ライン２６同士の間隔やグループ２７同士の間隔は回路素子１６の大きさなどに基づいて適宜設計する。接続ライン２６は、直方体の樹脂２８に固定されている。
【００２１】
ブロック２０ａと回路素子１６の使用方法について説明する。例えば、図４（ａ）のような回路図の配線をおこなうとする。抵抗Ｒの一端子と他端子をそれぞれ異なる接続ライン２６の穴２４に差し込むことにより、回路図に示された配線が完了する（図４（ｂ））。
【００２２】
また、図４（ｃ）のような抵抗ＲとコンデンサＣの直列接続をおこなうとする。図４（ｄ）のように、一のブロック２０ａに抵抗Ｒを差し込み、他のブロック２０ａにコンデンサＣを差し込む。差し込みは図４（ｂ）と同様である。抵抗Ｒの端子が差し込まれた穴２４を有する接続ライン２６の他の穴２４にジャンパー線１８の一端を差し込む。コンデンサＣの端子が差し込まれた穴２４を有する接続ライン２６の他の穴２４にジャンパー線１８の他端を差し込む。以上で、図４（ｃ）のような抵抗ＲとコンデンサＣの直列接続ができる。また、抵抗ＲとコンデンサＣのある端子同士を同じ接続ライン２６の穴２４に差し込み、それ以外の端子が異なる接続ライン２６の穴２４に差し込まれるようにしても回路図の配線となる（図４（ｅ））。配線の仕方は回路図に合わせておこなう。
【００２３】
もう１種類のブロックについて説明する。図５（ａ）に示すブロック２０ｂは、図４のブロック２０ａと同様に直方体の樹脂２８に接続ライン２６が固定されている。接続ライン２６の数は３本である。３本の接続ライン２６は絶縁されており、中心付近から３方向に伸びている。中心では３本の接続ライン２６の一番端にある穴２４が並んでいる。図５（ｂ）のように、この３本の穴２４にトランジスタＴの端子を差し込み、他の穴２４にジャンパー線１８を差し込むと、トランジスタＴの回路記号（図５（ｃ））に合わせた接続となる。３本の接続ライン２６がほぼＹ字形状になっており、トランジスタＴの端子を差し込んだときに回路記号に近似した接続となる。回路記号の見た目通りにトランジスタＴをブロック２０ｂに差し込むことができる。ＦＥＴやサイリスタについても同様である。
【００２４】
２種類のブロック２０ａ、２０ｂを説明したが、ブロック２０ａ、２０ｂの使用方法は説明した方法に限定されるものではない。回路図の見た目と同じように配線できるのが最も好ましいが、トランジスタＴではなく２端子の回路素子１６であっても図５のブロック２０ｂに端子ごとに異なる接続ライン２６の穴２４に差し込んで使用することもできる。基本的には、１つの回路素子１６には複数の端子があり、端子間でショートしないようにすればよい。また、端子数の多いＩＣを使用しないのであれば、図５のブロック２０ｂのみであっても良い。
【００２５】
上述した２種類のブロック２０ａ、２０ｂは回路素子１６を接続するものであったが、ジャンパー線１８のみを接続する配線専用のブロックを備えても良い。例えば、図６（ａ）の十字形状の配線を行う場合、図６（ｂ）のブロック２０ｃがある。上述した穴２４が十字形状に並んでおり、その穴２４が短絡されている。したがって、接続ライン２６ｃは十字形状になっている。また、図６（ｃ）のＴ字形状の接続を行う場合、図６（ｄ）のブロック２０ｄがある。穴２４がＴ字形状に並んでおり、それらが短絡している。接続ライン２６ｄの形状はＴ字形状になる。十字形状およびＴ字形状の接続は、ブロック２０ａ、２０ｂの接続ライン２６に回路素子１６とともにジャンパー線１８を接続すれば可能であるが、ブロック２０ｃ、２０ｄを使用すれば直感的に配線できる。これらのブロック２０ｃ、２０ｄは、回路記号の上ではなく、配線の接続部の上に配置される。ブロック２０ｃ、２０ｄの穴２４にジャンパー線１８の一端を差し込み、他のブロック２０（図３〜図６に示したもの）の穴２４にジャンパー線１８の他端を差し込んで配線する。なお、ブロック２０ｃ、２０ｄは複数の穴２４が並べられているが、一番端部の穴２４のみであっても良い。
【００２６】
穴２４の並べ方は、直線、十字、Ｔ字を例に説明したが、回路図に合わせて他の並べ方であっても良く、その並べ方に合わせて接続ライン２６の形状が決定される。
【００２７】
電源に電池３０を使用する場合、電池３０を取り付けるために、ブロック２０の代わりに電池ボックス３２を使用する。外部の電源を使用する場合、上記のブロック２０の穴２４から外部の電源までジャンパー線１８で接続する。
【００２８】
ブロック２０の形状は直方体に限定されず、円筒形などの任意の形状を含む。接続ライン２６がブロック２０に固定される構造あれば、ブロック２０の内部は空洞にしてブロック２０を軽量化する。回路記号が見えるようにブロック２０も透明にしておくことが好ましい。
【００２９】
ブロック２０は、透明プレート１４の上に置かれる。このとき、透明プレート１４の下に見える回路図の回路記号を見て、その上またはその周辺に置く。ブロック２０が透明プレート１４から外れないように、ブロック２０と透明プレート１４の間に接続部を設けておく。接続部としては、ブロック２０の下面に両面テープを取り付けたり、粘着剤を塗っておく。これらの接続部は透明プレート１４にブロック２０が完全に固定されるものではなく、簡単に取り外しできるものが好ましい。回路が見えるように、透明の両面テープなどを使用する。
【００３０】
回路作成について説明する。（１）回路図が描かれたシート１２を準備し、その上に透明プレート１４を配置する。（２）回路図に示される回路記号の上にブロック２０を配置する。回路記号に応じて２種類のブロック２０ａ、２０ｂを使い分ける。ブロック２０によって回路記号が見えにくくなるのであれば、ブロック２０を回路記号の近傍（回路記号の横付近）に配置しても良い。（３）上述した方法で、ブロック２０の穴２４に回路素子１６の端子およびジャンパー線１８を差し込む。シート１２を取り替えれば、他の回路についても同じように作成することができる。
【００３１】
回路作成キット１０は、大学や工業高校などの電気回路・電子回路の実習に使用することに限定されない。自らシート１２に回路図を書き込み、回路を作成するときに使用することができる。
【００３２】
また、シート１２と透明プレート１４とは分離可能であり、回路を作成した後、シート１２と透明プレート１４を分離することにより、回路図の無い状態で回路を見ることもできる。学習方法によっては、回路の理解を上げる効果も期待できる。回路作成になれてくれば、上記の（１）と（２）の工程の後、シート１２と透明プレート１４とを分離して回路素子１６とジャンパー線１８をブロック２０の穴２４に差し込むことも可能である。
【００３３】
本発明は、回路図に見た目が近い状態の回路を作成することができる。従来技術で説明した特許文献１とは異なり、ジャンパー線１８の排除はされていず、回路素子１６同士の接続を実習することができる。シート１２を取り替えて、透明プレート１４の上のブロック２０の位置を変えれば、簡単に他の回路を作成することもできる。特許文献１に比べて柔軟に種々の回路に対応することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した内容に限定されるものではない。例えば、ブロック２０の下面に両面テープなどを使用すると、長期間の使用によって接着効果が落ちたり、接着剤によって透明プレート１４の表面が汚されるおそれがある。そこで、図７（ａ）、（ｂ）のように透明プレート１４ｃの表面に複数の凸部３４を等間隔で縦横に配列させる。凸部３４の形状は円柱形、四角柱、円錐、角錐などである。凸部３４の内部は空洞であっても良い。図７（ｃ）、（ｄ）のようにブロック２０ｅの下面に凸部３４と嵌め合わされる凹部３６を配列させる。図７（ｅ）のように、凸部３４と凹部３６が嵌め合わされることによって、透明プレート１４ｃの上にブロック２０ｅを固定させる。凸部３４は透明プレート１４ｃの上面全体に配列されているので、ブロック２０ｃが配置される位置の自由度は損なわれず、回路図の回路記号に合わせてブロック２０ｅを配置することができる。透明プレート１４ｃに凹部３６を設け、ブロック２０ｅに凸部３４を設けても良い。
【００３５】
図８のキット１０ｂように、透明プレートの代わりにボード１５を用い、ボード１５の表面に回路図の描かれたシート１２が配置され、ブロック２０が磁力による吸引力によってボード１５に取り付けられるようにしてもよい。ボード１５は鉄などの強磁性体で形成し、表面には樹脂の皮膜を設けてもよい。ブロック２０の底面に磁石２１を備える。ブロック２０の底の４角または４辺に磁石２１を取り付けることにより、回路図の上にブロック２０を置いても回路図を視認できる。ブロック２０を回路図の回路記号の近傍に配置するのであれば、ブロック２０の底面全部に磁石を設けてもよい。
【００３６】
使用方法は、（１）ボード１５の前面にシート１２を配置し、（２）回路図の回路記号の上またはその近傍にブロック２０を配置し、（３）回路図に沿って、ブロック２０に回路素子やジャンパー線を差し込む。使用方法は、先の実施形態とほぼ同じである。また、シート１２がはずれないように、磁石やテープでボード１５に取り付けてもよい。
【００３７】
ブロック２０が磁力によって取り外しでき、ブロック２０の配置が容易である。また、ボード１５を磁石で構成し、ブロック２０の底面に強磁性体を取り付けてもよい。
【００３８】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の回路作成キットを示す斜視図である。
【図２】透明プレートの他の例を示す図である。
【図３】ブロックを示す図であり、（ａ）はブロックの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３のブロックの使用例を示す図であり、（ａ）は回路図の一例であり、（ｂ）は（ａ）の回路図を実際に配線した図であり、（ｃ）は回路図の一例であり、（ｄ）は（ｃ）の回路図を実際に配線した図であり、（ｅ）は（ｃ）の回路図を実際に配線した図である。
【図５】他のブロックを示す図であり、（ａ）はブロックの上面図であり、（ｂ）は使用例を示す図であり、（ｃ）は（ｂ）でできた回路を示す図である。
【図６】他のブロックを示す図であり、（ａ）は十字形状の接続であり、（ｂ）は（ａ）に使用するブロックであり、（ｃ）はＴ字形状の接続であり、（ｄ）は（ｃ）に使用するブロックである。
【図７】透明プレートとブロックの他の例を示す図であり、（ａ）は透明プレートの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｃ）はブロックの上面図であり、（ｄ）は（ｃ）のＣ−Ｃ線断面図であり、（ｅ）は使用例を示す図である。
【図８】ボードの前面に回路図のシートを配置する構成の回路作成キットを示す図である。
【図９】従来のブレッドボードの使用例を示す図であり、（ａ）は回路図であり、（ｂ）は（ａ）の回路図を実際にブレッドボードで回路作成した図である。
【図１０】従来の電子回路教材の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０ｂ：回路作成キット
１２：シート
１４：透明プレート
１５：ボード
１６：回路素子
１８：ジャンパー線
２０：ブロック
２１：磁石
【図１】
0005373328.tif 000002
【図２】
0005373328.tif 000003
【図３】
0005373328.tif 000004
【図４】
0005373328.tif 000005
【図５】
0005373328.tif 000006
【図６】
0005373328.tif 000007
【図７】
0005373328.tif 000008
【図８】
0005373328.tif 000009
【図９】
0005373328.tif 000010
【図１０】
0005373328.tif 000011